Oxidationszahlen bestimmen
hallo,
am Donnerstag schreibe ich in Chemie eine Nachprüfung, deshalb wollte ich wisse ob das so richtig ist :
Elemente der 1. hauptgruppe haben ja die oxidationszahl +1 Elemente der 2. hauptgruppe +2 Elemente der 3. Hauptgruppe +3
Elemente der 5. Hauptgruppe -1 Elemente der 6. hauptgruppe -2 Elemente der 7. hauptgruppe -3
Bei der 1.-3. hauptgruppe bin ich mir sicher dass das so ist aber stimmt das auch für die Hauptgruppen 5-7 ???
ich weis dass es bei den oxidationszahlen viele Ausnahmen wie z.B schwefel gibt der viele oxidationszahlen haben kann ich möchte aber nur wissen ob das für die meisten Elemente so stimmt :)
2 Antworten
Moin,
wenn du schon einmal etwas von der Oktettregel gehört hast, dann solltest du eigentlich selbst darauf kommen können. Aber ich weiß ja, dass dir solche Kommentare im Moment nicht helfen. Darum gibt's auch was Hilfreicheres:
Für Elemente der Hauptgruppen (aber wirklich nur für diese!!) gilt, dass du an der Hauptgruppenzahl erkennen kannst, wie viele Außenelektronen (Valenzelektronen) die Atome des von dir betrachteten Elements in ihrem äußeren Hauptenergienieveau (HEN) besitzen. Die Elemente Wasserstoff (H), Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Casium (Cs) und Francium (Fr) haben zum Beispiel alle ein Valenzelektron. Darum befinden sie sich alle in der Hauptgruppe I.
Und vielleicht weißt du ja auch, dass die Edelgase (Hauptgruppe VIII) praktisch keine stabilen Verbindungen eingehen. Aber warum ist das so? Das ist so, weil die Edelgas-Atome so genannte abgeschlossene Hauptenergieniveaus haben. Dieser Zustand ist energetisch besonders stabil. Die Atome aller anderen Elemente streben deshalb die gleiche Elektronenverteilung in ihren jeweiligen Hüllen an, wie sie die Edelgas-Atome von Natur aus haben. Das ist dann auch der Grund, warum alle anderen Elemente miteinander reagieren und Verbindungen untereinander eingehen.
Und wenn man nun die Elektronenverteilung in Edelgasatomen genauer untersucht, so stellt man fest, dass es in den entscheidenden Energieniveaus im Grunde immer acht Elektronen gibt (außer bei Helium, dessen Atome zwei Elektronen besitzen). Daher stammt auch die Bezeichnung "Oktettregel".
So, und nun kommen wir wieder zu den Valenzelektronen der anderen Element-Atome zurück. Um das äußere HEN mit Elektronen voll besetzt zu haben, hat zum Beispiel ein Natrium-Atom theoretisch zunächst einmal zwei Möglichkeiten: Es könnte entweder sieben Elektronen hinzu nehmen (wie auch immer), so dass es mit seinem eigenen zusammen auf die magischen acht Elektronen kommt. ODER es wird sein einzelnes Valenzelektron los, denn dann fiele auch das entsprechende HEN weg, wobei das nächste weiter innen liegende HEN nun zum äußeren HEN würde. Aber das nächst innere ist ja mit Elektronen voll besetzt, so dass ein Natrium-Atom auch so das Ziel eines voll besetzten HENs hinbekommen kann. Nun ist die Aufnahme bzw. die Abgabe von Elektronen etwa mit dem gleichen Energieaufwand verbunden. Daher ist es leicht einzusehen, dass es energetisch viel einfacher ist, ein Elektron loszuwerden, als sieben aufzunehmen!
Das ist der Grund, warum die Elemente der ersten Hauptgruppe (HG) in der Regel die Oxidationszahl +I haben, denn ein Elektron ist immerhin einfach negativ geladen, und wenn so ein Elektron bei einer Reaktion weggeben wird, bleibt ein Ion zurück, das einfach positiv geladen (+I !!!) ist.
Entsprechend geben Elemente der zweiten HG zwei Elektronen aus dem gleichen Grund ab, wodurch sie zweifach positiv geladen werden und daher auch die Oxidationszahl +II haben.
Du ahnst es schon, die Elemente der dritten HG geben drei Elektronen her und haben deshalb in der Regel die Oxidationszahl +III.
Anders ist es nun bei Elementen ab der fünften HG. Hier ist es beispielsweise für ein Stickstoffatom leichter, drei Elektronen aufzunehmen, als fünf abzugeben. Aber wenn ein Stickstoff-Atom drei Elektronen (drei negative Ladungsträger) aufnimmt, dann wird es dementsprechend zu einem dreifach negativ geladenen Ion. Daher ist die gängige Oxidationszahl von Elementen der fünften Hauptgruppe –III (und nicht –I, wie du es bisher angenommen hast).
Den Atomen der Elemente der sechsten HG fehlen bis zur magischen Acht nur zwei Elektronen. Die nehmen sie gerne auf. Dann werden sie zweifach negativ geladen, weshalb sie als typische Oxidationszahl –II haben.
Und die Atome der Elemente aus der siebenten HG haben analog die typische Oxidationszahl –I.
+I, +II, +III, –III, –II, –I, so ist die Reihenfolge in den HG 1 bis 3 bzw. 5 bis 7.
Natürlich sind nicht alle Verbindungen Ionenverbindungen, die durch die Abgabe und die Aufnahme von Elektronen zustande kommen. Aber das Konzept der Oxidationszahlen ist auch beim zweiten wichtigen Bindungstyp - der Atombindung (oder auch kovalente Bindung oder auch Elektronenpaarbindung) - anwendbar. Aber dann musst du die so genannten Elektronegativitätswerte der Elemente kennen und miteinander vergleichen. Na ja, die Sache ist halt ein bisschen komplizierter und du hast ja selbst schon geschrieben, dass dir bewusst ist, dass es einige Ausnahmen gibt...
In diesem Sinne: LG von der Waterkant.
Elemente der 5. Hauptgruppe -1 Elemente der 6. hauptgruppe -2 Elemente der 7. hauptgruppe -3
Falsch. Setz dich nochmal damit auseinander. Stures Auswendiglernen wäre hier fehl am Platz.
wie kann ich dann die oxidationszahlen dieser hauptgruppen heruasfinden?